第二章药物转运及转运体

第二章药物的转运及转运体药物的体内过程（吸收、分布、代谢和排泄）药物转运体及其功能主要研究内容为两部分：血液药物的跨膜转运消化道皮肤肺皮下肌肉细胞膜间隙药物通过细胞膜的方式：（一）被动转运（passivetransport）（二）主动转运（activetransport)（三）膜动转运(cytosis)（一）被动转运(passivetransport)指药物由浓度高的一侧向浓度低的一侧进行跨膜转运特点：①不需要载体②不消耗能量③转运时无饱和现象④不同药物同时转运时无竞争性抑制现象⑤当膜两侧浓度达到平衡时转运即保持在动态稳定水平被动转运的方式：（一）简单扩散（simplediffusion）（二）滤过（三）易化扩散（passivediffusion）外内简单扩散载体转运膜孔滤过影响跨膜转运的药物理化性质：（1）分子量（2）溶解性指药物具有的脂溶性和水溶性。（3）解离性离子障（iontrapping）是指非离子型药物可以自由穿透，离子型药物被限制在膜的一侧的现象。1.滤过（filtration,水性扩散）:小分子药物可直接通过生物膜的膜孔（水性信道）而扩散。毛细血管内皮孔道约40Å，除蛋白质外，血浆中的溶质均能通过简单扩散的特点：转运速度与脂溶度（lipidsolubility）成正比；顺差转运，不耗能；转运速度与浓度差成正比；转运速度与药物解离度(pKa)有关。无需载体无饱和性无竞争性药物有解离型(离子型)和非解离型(分子型)两种互变形式：解离型药物，极性高，脂溶性小，较难扩散；非解离型药物，极性低，脂溶性大，易扩散。简单扩散的条件：脂溶性、解离度、浓度差。绝大多数药物为弱酸性或弱碱性，均有解离型与非解离型，后者脂溶性高。弱酸或弱碱药物的解离Handerson-Hasselbalch公式以弱酸药物为例HAH+Ka+A-[HA]Ka=[A-][H+]当pH=pKa时，[HA]=[A-]10pH-pKa=[HA][A-]log[HA][A-]pKa=pHpKa即弱酸性或弱碱性药物在50%解离时的溶液pH值。例：丙磺舒的pKa=3.4胃液pH=1.4血液pH=7.4=101.4-3.4=[离子型][非离子型]1001[离子型][非离子型]=10000110pH-pKa=[离子型][非离子型][离子型][非离子型]107.4-3.4=[离子型][非离子型]10pH-pKa=[离子型][非离子型]苯巴比妥（弱酸性药物）误服中毒，碱化尿液？酸化尿液？苯巴比妥(弱酸性)pKa=7.4根据10pH–pKa=[A–]/[HA],当尿液为碱性时，pH值大于pKa,[A-]增多，即[解离型]多，重吸收减少，药物排泄加快,中毒时碱化尿液。离子障（iontrapping）：非离子型（分子型）药物极性低，亲脂，可以自由透过生物膜，而离子型药物则被限制在膜的一侧的现象。H+HAA-HAH+A-BBH+H+H+BBH+例：水杨酸（弱酸）pKa=3.4，在pH=1.4的胃液中及pH=7.4的血浆中，解离型与非解离型的比例分别是多少？胃液中：101.4－3.4==10-2=1/100血浆中：107.4－3.4==104=10000/1[HA][A-][HA][A-]胃中:酸性药物，[A–]少，[HA]多,药物易于从胃向血液转运。血中：酸性药物，[A–]多，[HA]少,药物不易于从血液向胃中转运，所以吸收多。简单扩散的规律：1.弱酸药在酸性体液中，或弱碱药在碱性体液中的解离度小，药物易通过生物膜扩散转运；2.当生物膜两侧pH值不等时，弱酸药易由较酸侧进入较碱侧，弱碱性药则易由较碱侧进入较酸侧。弱酸药（巴比妥类、阿司匹林）可由胃中转运到较碱的血浆中去，而弱碱药（吗啡、利血平）则很少自胃中吸收。简单扩散的规律：3.细胞外液（pH=7.4）较细胞内液（pH=7.0）为碱，所以弱酸药在细胞外液中浓度高。碱化体液后，可加速弱酸药由细胞内液向细胞外液扩散，有利于解除弱酸药中毒（巴比妥类）。4.碱化尿液可使弱酸药在肾小管的被动重吸收减少，有利于弱酸药经肾排泄。（二）主动转运（activetransport）是药物以载体及需要能量的跨膜运动，不依赖于膜两侧药物的浓度差，药物可以从低浓度的一侧向高浓度的一侧跨膜转运。载体对药物有特异的选择性，且转运能力有饱和性。1)原发性主动转运（primaryactivetransport)2)继发性主动转运（secondaryactivetransport）（三）膜动转运1.胞饮（pinocytosis）2.胞吐（exocytosis）转运(Transport):包括药物吸收、分布与排泄等过程。当药物代谢对药物体内过程影响较小时，转运成为药动学特征的重要原因。药物转运多是药物的透膜位移过程。二、药物转运体药物反应的个体差异药物代谢动力学药物效应动力学药物效应和毒性个体差异基因多态性药物靶点药物转运体药物代谢酶OATP-2B1MDR1OAT3OAT2OAT1OCT2MRP3OATP-1A2OCT4MRP2MRP4MDR1BCRPMRP2CYPsMRP1MRP3OATP2B1OATP1B1OATP1B3OATP2B1OCT1OAT2MRP1CYPsMDR1MRP3MRP-4/5MDR3BCRPBSEPMDR3组织分布细胞内浓度肝脏摄入小肠吸收胆汁分泌肾脏排泌循环系统药物肝脏细胞小肠细胞肾小管细胞药物转运体在体内的分布根据对底物的转运方向，主要可以将转运体分为摄入转运体和外排转运体：l摄入转运体负责将外源性物质摄入细胞内，包括有机阴离子转运多肽家族（OATP）、有机阴离子转运体家族（OAT）、有机阳离子转运体家族（OCT）。l外排型转运体主要是P-gp蛋白，多药耐药蛋白（MDR）、多药耐药相关蛋白（MRP）、乳腺癌耐药相关蛋白（BCRP）以及胆盐分泌蛋白（BSEP）等。（一）转运体分类ClassName(genenomenclature)ABCtransportersØP-glycoprotein[P-gp]/multi-drugresistance1[MDR1/ABCB1],ØMulti-drugresistance-associatedprotein2[MRP2/ABCC2]ØBreastcancer-resistanceprotein[BCRP/ABCG2]Organicanion-transportingpolypeptidefamilyvOATP1A2[OATP-A]/SLCO1A2vOATP1B1[OATP-C]/SLCO1B1vOATP1B3[OATP8]/SLCO1B3vOATP2B1[OATP-B]/SLCO2B1OrganicaniontransporterfamilyüOAT1/SLC22A6üOAT2/SLC22A7üOAT3/SLC22A8Organiccationtransporterfamily§OCT1/SLC22A1§OCT2/SLC22A2ABC转运体ABC是ATP一Binding一Cassettee3个字字首的缩写,中文可译为:与腺三磷结合的盒型转运体,迄今已发现有50余种,其中4/5分布于原核细胞,但在真核细胞中这类转运体系不断有所发现。典型的ABC转运体在结构上可分为4个微区,其中两个为高度疏水的跨膜微区,每个跨膜微区由6个跨膜片段组成,但两者又不完全等同。高疏水跨膜微区构成跨膜运送的通道,也是决定运送物质专一性的部分,另外两个徽区位于膜的细胞质一侧,能分别与腺三碑(ATP)结合,通过水解ATP为主动转运提供能t.在进行物质运送时,每一徽区必须同时有一个分子ATP与之结合.BL:细胞基底膜;A:细胞顶侧;H：肝细胞；B：脑；；K：肾；U：广泛分布（肝、胎盘、心肺、肾、脾、小肠）；He：心；M：肌肉；CH：胆管上皮细胞；Mo：单核细胞ABC转运体MRD1/P-gp多药耐药基因/P-糖蛋白AUBSEP胆盐分泌蛋白AHMDR3多药耐药基因/P-糖蛋白AHABCA1AH,Si,MoMRP1多药耐药相关蛋白1BLUMRP2多药耐药相关蛋白2AH,Si,KMRP3多药耐药相关蛋白3BLH,CHMRP4多药耐药相关蛋白4AKMRP5多药耐药相关蛋白5UMRP6多药耐药相关蛋白6BL,AU1、ABCB1ØABCB1又名P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）、多药耐药蛋白1（Multidrugresistance1，MDR1），最早在肿瘤细胞中发现，它可以导致肿瘤细胞对抗癌药物出现多药耐药现象。ØABCB1是能量（ATP）依赖性膜蛋白，可发挥外排泵作用，将细胞内外源性的化合物包括药物逆浓度梯度转运至胞外。ØABCB1在正常人体肝、肾、肠道、胎盘、血脑屏障、血睾屏障及淋巴细胞系和心脏内小动脉、毛细血管等部位均有表达。ABCB1的两种功能：一是限制肠腔内药物摄入肠细胞，也限制药物从血液循环摄入脑、胎盘细胞内；二是将肝细胞、肾小管细胞及肠上皮细胞中药物排至邻近腔隙，从而加快药物从这些组织的消除。•P-gp分子上有多个药物结合位点，故其底物范围非常广泛。•由于P-gp底物和分布的广泛性，在合用药物时，可能发生竞争性或非竞争性的药物相互作用，影响药动学过程，引起临床疗效的改变或产生毒性。底物种类底物举例抗肿瘤药物阿霉素、柔红霉素、长春新碱免疫抑制药物环孢素A、FK506降脂药物洛伐他汀中枢神经镇痛药吗啡、哌替啶抗抑郁药西酞普兰、曲米帕明类固醇醛固酮、地塞米松、氢化可的松HIV蛋白酶抑制剂印地那韦、那非那韦、利托那韦心血管药物地高辛、奎尼丁止泻药洛哌丁胺抗痛风药秋水仙碱抗生素红霉素具有代表性的p-糖蛋白底物2、ABCC2ØABCC2又名多药耐药相关蛋白2（multidrugresistance-associatedprotein2，MRP2；ØABCC2的主要功能：1、限制肠腔内药物摄入肠细胞；2、限制药物从血液循环摄入脑、胎盘细胞内；3、将肝细胞、肾小管细胞及肠上皮细胞中药物排至邻近腔隙，加快药物从这些组织部位的消除。Ø因此，ABCC2在药物的吸收、分布和排泄过程中起着非常重要的作用。1.ABCC2能将多种化疗药物从细胞内泵出细胞以降低细胞内药物浓度和减轻细胞毒作用，进而可使机体对肿瘤药物产生耐药。2.ABCC2表达特征与恶性肿瘤化疗效果有密切关系，高表达者化疗效果不佳，甚至无效，而低表达则疗效较好。3.ABCC2在肝癌细胞、卵巢癌细胞、膀胱癌细胞等癌细胞上过表达，是造成肿瘤细胞多药耐药的主要原因之一。4.肿瘤细胞过表达ABCC2，促进化疗药物的排出可能是自我保护的一种方式。ABCC2与多药耐药MRP2与Dubin-Johnson综合征1.Dubin-Johnson综合征又称为慢性特发性黄疸，为遗传性结合胆红素增高Ⅰ型2.Dubin-Johnson综合征，由于MRP2基因突变致使结合胆红素从肝细胞向毛细胆管的运转发生障碍，结果使结合胆红素反流入血，血结合胆红素水平增高，病人出现黄疸。MRP2三、ABCG2ABCG2，即乳腺癌耐药蛋白（breastcancerresistanceprotein，BCRP），属于半转运流出泵，主要在乳腺、胎盘和肝细胞胆管侧表达。ABCG2C421A基因型对diflomotecan的AUC的影响OATP1B1OATP1B1全称有机阴离子转运多肽1B1（原名OATP-C，OATP2，基因名SLCO1B1），特异性存在于肝脏，对多种内、外源性物质摄取进入肝脏细胞具有重要作用。基因名称染色体定位组织分布底物抑制剂SLCO1B112p12窦状隙基底侧肝细胞膜甲状腺激素（T4和T3），前列腺素E2，甲氨喋呤,普伐他丁,西伐他汀，匹伐他汀，罗素他汀，阿托伐他汀，利福平,瑞格列奈，那格列奈，丹参素吉非罗奇，利福平，HIV蛋白酶抑制剂，黄酮类OCT家族1.OCT全名有机阳离子转运体（OrganicCationTransporter，OCT）包括OCT1，OCT2和OCT3；2.OCT1主要存在于肝细胞基侧膜，与肝细胞对有机阳离子底物的摄取有关；其次在肠道上皮细胞也有分布；3.